專(zhuān)利名稱(chēng)：陣列天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合在如蜂窩電話的電子裝置中使用的陣列天線裝置。
背景技術(shù)：
隨著近年來(lái)包括蜂窩電話和PHS的移動(dòng)無(wú)線終端裝置的用戶(hù)數(shù)量的成長(zhǎng)，基站裝置覆蓋的服務(wù)區(qū)域已變?yōu)檩^小的區(qū)域。由于這個(gè)原因，從基站裝置發(fā)送的無(wú)線電波可能僅僅從有限的方向到達(dá)移動(dòng)無(wú)線終端裝置。因此，越無(wú)方向性，天線就越有效地發(fā)送和接收無(wú)線電波，而與環(huán)境無(wú)關(guān)。
然而，如果操作者如在通話時(shí)靠近人體使用移動(dòng)無(wú)線終端裝置，此時(shí)實(shí)際使用了無(wú)方向性的天線，那么發(fā)射到人體方向的無(wú)線電波被吸收進(jìn)人體中，從而減小了在人體方向的發(fā)射效率。此外，考慮到在距人體短距離內(nèi)使用移動(dòng)無(wú)線終端裝置時(shí)，天線的方向性最好不在人體方向上，已經(jīng)存在有關(guān)吸收進(jìn)人頭部的無(wú)線電波的影響的關(guān)注。
在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公布No.HEI8-288895中陳述的發(fā)明關(guān)注用于解決上述問(wèn)題的技術(shù)。在上述公布中陳述的發(fā)明配置為提供這樣的相位電路，憑此在給定預(yù)定相位差時(shí)激勵(lì)多個(gè)天線，并且減少了對(duì)操作者的無(wú)線電波的輻射和吸收進(jìn)人頭部的無(wú)線電波，從而防止通話進(jìn)行時(shí)浪費(fèi)功率消耗。在等待期間，很少需要減少對(duì)人頭部的無(wú)線電波，所以?xún)H僅使用一個(gè)天線引起的無(wú)方向性可使天線效率改善。
然而，根據(jù)上述傳統(tǒng)技術(shù)，天線元件之間的間隔長(zhǎng)度與波長(zhǎng)一致，這使得難于將此傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到已被稍后的顯著技術(shù)發(fā)展小型化的移動(dòng)無(wú)線終端裝置上。另一個(gè)問(wèn)題是移相器中的相移量不固定并且需要依靠天線元件之間的間隔和天線元件的位置改變，其結(jié)果是裝置變得復(fù)雜而電路規(guī)模增加。此外，近年來(lái)，不僅移動(dòng)無(wú)線終端裝置進(jìn)行無(wú)線通信，而且如個(gè)人計(jì)算機(jī)和打印機(jī)的信息裝置也進(jìn)行無(wú)線通信。盡管如此，上述傳統(tǒng)技術(shù)沒(méi)有考慮當(dāng)裝置吸收從上述信息裝置輻射的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的無(wú)效率問(wèn)題，以及當(dāng)無(wú)線電波輻射到上述裝置時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的之一是提供一種陣列天線裝置，此陣列天線裝置減少了無(wú)線電波對(duì)人體和設(shè)備的輻射，很少受人體和設(shè)備影響，并且被配置得小而簡(jiǎn)單。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的接收天線裝置的配置的框圖；圖2是顯示接收波束形成器內(nèi)部配置的框圖；圖3是顯示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的接收天線裝置形成的方向性的概念圖；圖4顯示天線的接收特性；圖5顯示天線的接收特性；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)送天線裝置的配置的框圖；圖7是顯示發(fā)送波束形成器的內(nèi)部配置的框圖；圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的無(wú)線裝置的配置的框圖；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的無(wú)線裝置的配置的框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的打印機(jī)的外部視圖；圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的無(wú)線通信模塊的示例用法；圖12顯示放大的無(wú)線LAN卡的外部視圖；圖13顯示放大的無(wú)線LAN卡的外部視圖；圖14A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的接收波束形成器的內(nèi)部配置的框圖；圖14B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的接收波束形成器的內(nèi)部配置的框圖；圖15A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的發(fā)送波束形成器的內(nèi)部配置的框圖；圖15B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的發(fā)送波束形成器的內(nèi)部配置的框圖；圖16A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)時(shí)、形成的方向性的概念圖；
圖16B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)、形成的方向性的概念圖；圖17A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)時(shí)、形成的方向性的概念圖；圖17B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)、形成的方向性的概念圖；圖18A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)時(shí)、形成的方向性的概念圖；圖18B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)、形成的方向性的概念圖；具體實(shí)施方式
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究的結(jié)果的分析，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通常與普通(mediocre)接收特性相關(guān)的8形方向性實(shí)質(zhì)上可獲得與通過(guò)優(yōu)化了接收特性的無(wú)方向性相同的接收功率，而且發(fā)現(xiàn)它僅僅采用簡(jiǎn)單的配置來(lái)形成8形方向性。現(xiàn)在，本發(fā)明的根本在于偶數(shù)數(shù)量的天線元件以有規(guī)則的間隔和彼此平行地配置在一個(gè)直線上，將信號(hào)移相、以允許由鄰近的天線元件接收到的信號(hào)之間有π(-π)相位差，并且合成和接收這些信號(hào)；還在于發(fā)送信號(hào)被劃分成與天線元件數(shù)量對(duì)應(yīng)的數(shù)量，將信號(hào)移相、以允許從鄰近的天線元件發(fā)送的信號(hào)之間有π(-π)相位差，并且發(fā)送信號(hào)。通過(guò)這種方式，配置的小而簡(jiǎn)單的陣列天線裝置可用此種方法形成8形方向性，即在垂直于連接天線元件的線性行的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)(null)從而在人體和設(shè)備方向上導(dǎo)致零訊號(hào)。順便提及，對(duì)于8形，它表示這樣的方向性，即通過(guò)天線元件長(zhǎng)度的中間運(yùn)行以及是在與元件垂直的平面上。
現(xiàn)在參考附圖，將在下面描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)這里用本實(shí)施例來(lái)描述一種情形，在此情形中使用了一個(gè)陣列天線裝置作為接收天線裝置，此陣列天線裝置形成了一個(gè)方向性，使得在人體和設(shè)備所在的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的接收天線裝置的配置的框圖。參照此圖，以彼此平行的有規(guī)則的間隔在線性行上提供的天線元件101-1～101-2N接收從通信伙伴發(fā)送的信號(hào)并向接收波束形成器103輸出接收到的信號(hào)。由單獨(dú)的天線元件收到的信號(hào)(收到的信號(hào)102-1～102-2N)被輸出到波束形成器103。
接收波束形成器103將從具有奇數(shù)元件數(shù)的天線元件(101-1，101-3，...，101-(2N-1))接收的信號(hào)輸入移相器104-1～104-N中，并且同樣地，將從具有偶數(shù)元件數(shù)的天線元件(101-2，101-4，...，101-2N)來(lái)的信號(hào)輸入合成器105。移相器104-1～104-N每個(gè)將輸入信號(hào)按π移相。將按π移相的信號(hào)輸入合成器105中。
合成器105將包括通過(guò)移相器104-1～104-N按π移相的和從偶數(shù)數(shù)量天線元件輸入的所有接收到的信號(hào)加起來(lái)，以便形成接收方向性。通過(guò)這種方法，接收波束形成器103形成了接收波束的方向(方向性)。
因此，通過(guò)用由鄰近天線元件接收的信號(hào)之間產(chǎn)生π相位差的方法移相接收到的信號(hào)，當(dāng)8-形方向性形成時(shí)，沒(méi)有必要將布置天線元件的間隔調(diào)整到和波長(zhǎng)一致的長(zhǎng)度，并且可減少天線元件之間的間隔。結(jié)果是，陣列天線裝置可被小型化。此外，通過(guò)在移相器中按π固定相移量，可避免裝置的復(fù)雜化和電路規(guī)模擴(kuò)大化，并且比較移相器改變相移量的情形，可用簡(jiǎn)單配置實(shí)現(xiàn)陣列天線裝置。
雖然圖1說(shuō)明接收波束形成器103按π移相從具有奇數(shù)元件數(shù)量的天線元件輸入的接收信號(hào)，但也可能按π移相從具有偶數(shù)元件數(shù)量的天線元件輸出的信號(hào)，如由圖2所示的接收波束形成器201執(zhí)行地那樣。
接著，將解釋上述配置的接收天線裝置形成的方向性。圖3是顯示通過(guò)本發(fā)明的第一實(shí)施例的接收天線裝置形成的方向性的概念圖。圖3是圖1的左側(cè)視圖，其中形成8-形方向性，而在與連接天線元件的線性行相垂直的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)。因此通過(guò)此方法形成8-形方向性，使得在人體和設(shè)備非?？赡艽嬖诘姆较蛏袭a(chǎn)生零訊號(hào)，可能實(shí)現(xiàn)很少受人體和設(shè)備影響的接收天線裝置。
現(xiàn)在，將使用基于從現(xiàn)場(chǎng)研究獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的圖4和圖5，解釋在根據(jù)上述接收天線裝置形成的方向性及其接收特性之間的關(guān)系。首先，圖4是顯示天線的波束寬度和接收功率之間關(guān)系的曲線圖。在此圖中，水平軸表示波束寬度[°(度)]，用0～360顯示，而垂直軸表示接收功率[dB]。小值波束寬度表示銳利方向性；大值波束寬度接近無(wú)方向性。如從圖4所顯而易見(jiàn)地，接收功率隨波束寬度增長(zhǎng)而增加，并且360°波束寬度對(duì)應(yīng)于最大接收功率0[dB]。換句話說(shuō)，無(wú)方向性時(shí)接收功率變得最高。
其次，假如天線方向性具有8-形狀，圖5的曲線圖說(shuō)明了FB比[dB]和接收功率[dB]之間的關(guān)系。在此圖中，水平軸表示FB比[dB]，而垂直軸表示表示接收功率[dB]。當(dāng)FB比是0[dB]時(shí)，形成了具有相等電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)方向性。隨著FB比增大，兩個(gè)方向性中僅僅一個(gè)方向性發(fā)展它的電場(chǎng)強(qiáng)度，而另一個(gè)方向性的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱。如從圖5所顯而易見(jiàn)地，當(dāng)FB比是0[dB]時(shí)獲得最大接收功率0[dB]，而接收功率隨FB比增長(zhǎng)而減少。
圖4和圖5顯示，當(dāng)FB比是0時(shí)，如通過(guò)無(wú)方向性(360[°]的波束寬度)一樣可獲得相同接收功率。即，如果用FB比變成0[dB]的方式形成8-形方向性，如通過(guò)無(wú)方向性一樣可獲得同樣優(yōu)良(superior)的接收特性。
因此根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)以彼此平行的規(guī)則的間隔在線性行上設(shè)置多個(gè)天線元件，通過(guò)用由鄰近信號(hào)接收的信號(hào)之間的相位差變成π的方法移相接收信號(hào)，以及通過(guò)將被所有天線元件接收的所有信號(hào)加起來(lái)，可能實(shí)現(xiàn)形成8-形方向性的小而簡(jiǎn)單的接收天線裝置。通過(guò)這種方式，可能減少?gòu)拇嬖谟诹阌嵦?hào)方向的人體或設(shè)備來(lái)的影響。
此外，通過(guò)本實(shí)施例，可將任何信號(hào)輸入接收波束形成器103中，包括下變頻基帶信號(hào)和A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)?？捎妙l率轉(zhuǎn)換單元、解調(diào)器或A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)配置接收波束形成器103。當(dāng)處理A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，可能數(shù)字地改變幅度和相位。
而且，雖然本實(shí)施例的移相器執(zhí)行按π移相，-π相移也是可能的。
(第二實(shí)施例)這里用本實(shí)施例來(lái)描述一種情形，在此情形中使用了一個(gè)陣列天線裝置作為發(fā)送天線裝置，此陣列天線裝置形成方向性，使得在人體和設(shè)備所在的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示發(fā)送天線裝置的配置的框圖。此圖中和圖1相一致的部件被分配了如圖1中相同的數(shù)字，就不再另外解釋。參考圖6，為了形成發(fā)送波束的方向(方向性)，發(fā)送波束形成器601在發(fā)送信號(hào)602時(shí)執(zhí)行預(yù)定的處理，并且在對(duì)天線元件101-1～101-2N處理后輸出所述發(fā)送信號(hào)。更具體地，分發(fā)單元603將發(fā)送信號(hào)602劃分成與天線元件的數(shù)量(2N單元)對(duì)應(yīng)的數(shù)量并輸出已劃分的發(fā)送信號(hào)給在具有奇數(shù)元件數(shù)量的天線元件的前面提供的移相器104-1～104-N。還將已劃分的發(fā)送信號(hào)輸出給具有偶數(shù)元件數(shù)量的天線元件。
因此，通過(guò)用從鄰近天線元件發(fā)送的信號(hào)之間產(chǎn)生π相位差的方法移相發(fā)送信號(hào)，當(dāng)8-形方向性形成時(shí)，沒(méi)有必要將布置天線元件的間隔調(diào)整到和波長(zhǎng)一致的長(zhǎng)度，并且可減少天線元件之間的間隔。結(jié)果是，陣列天線裝置可被小型化。此外，通過(guò)在移相器中按π固定相移量，可避免裝置的復(fù)雜化和電路規(guī)模擴(kuò)大化，并且比較移相器改變相移量的情形，可用簡(jiǎn)單配置實(shí)現(xiàn)陣列天線裝置。
雖然圖6說(shuō)明發(fā)送波束形成器601按π移相從具有奇數(shù)元件數(shù)量的天線元件發(fā)送的信號(hào)，但也可能按π移相從具有偶數(shù)元件數(shù)量的天線元件輸出的信號(hào)，如由圖7所示的發(fā)送波束形成器701執(zhí)行地那樣。
如圖4所示，上述配置的發(fā)送天線裝置用此方式形成方向性，即在與連接天線元件的線性行相垂直的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)。因此通過(guò)以將人體和設(shè)備定位在零訊號(hào)方向的方式形成8-形方向性，可實(shí)現(xiàn)減少對(duì)人體和設(shè)備的輻射的發(fā)送天線裝置。
因此根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)由分發(fā)單元將發(fā)送信號(hào)劃分成與天線元件的數(shù)量對(duì)應(yīng)的數(shù)量，以彼此平行的有規(guī)則的間隔在線性行上設(shè)置多個(gè)天線元件，通過(guò)用從鄰近信號(hào)發(fā)送的信號(hào)之間的相位差變成π的方式移相發(fā)送信號(hào)，以及通過(guò)由各個(gè)天線元件發(fā)送信號(hào)，可能實(shí)現(xiàn)形成8-形方向性的小而簡(jiǎn)單的發(fā)送天線裝置。通過(guò)這種方式，可能減少對(duì)存在于零訊號(hào)方向的人體或設(shè)備的輻射。
此外，通過(guò)本實(shí)施例，可將任何信號(hào)輸入發(fā)送波束形成器中，包括上變頻基帶信號(hào)和D/A轉(zhuǎn)換信號(hào)。可用頻率轉(zhuǎn)換單元、調(diào)制器或D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)配置發(fā)送波束形成器。當(dāng)處理D/A轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，可數(shù)字地改變幅度和相位。
而且，雖然本實(shí)施例的移相器執(zhí)行按π移相，-π相移也是可能的。
在本應(yīng)用中，陣列天線裝置包括偶數(shù)數(shù)量的天線元件和接收波束形成器和/或發(fā)送波束形成器。
(第三實(shí)施例)
這里將用本實(shí)施例描述一種情形，在此情形中移動(dòng)無(wú)線終端裝置包括與第一實(shí)施例描述一致的接收天線裝置和與第二實(shí)施例描述一致的發(fā)送天線裝置。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例顯示移動(dòng)無(wú)線終端裝置的配置的框圖。在此圖中，接收波束形成器103和在圖1或圖2中顯示的接收波束形成器相同，并且發(fā)送波束形成器601和在圖6和圖7中顯示的發(fā)送波束形成器相同，并且忽略它們?cè)敿?xì)的解釋。
將天線元件101-1～101-2N以彼此平行的有規(guī)則的間隔設(shè)置在線性行上，所述天線元件接收從通信伙伴發(fā)送的信號(hào)，并將其輸出給接收波束形成器103。再者，從發(fā)送波束形成器601輸出的信號(hào)被發(fā)送到通信伙伴。
接口801包括至少一個(gè)顯示接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)等的顯示器，用于輸入接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)輸入單元，及允許語(yǔ)音通信的接收器。從接收波束形成器103輸出的已接收信號(hào)通過(guò)接口801被發(fā)送到操作者作為接收數(shù)據(jù)。將操作者通過(guò)接口801輸入的數(shù)據(jù)(發(fā)送數(shù)據(jù))輸出到發(fā)送波束形成器601作為發(fā)送數(shù)據(jù)。
如圖3所示，上述配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置以這樣方式形成方向性，即在與連接天線元件的線性行相垂直的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)。因此通過(guò)形成8-形方向性，而在人體和設(shè)備非常可能存在的方向產(chǎn)生零訊號(hào)，可能實(shí)現(xiàn)一種移動(dòng)無(wú)線終端裝置，它很少受人體和設(shè)備的影響，且減少了對(duì)人體和設(shè)備的輻射。
本實(shí)施例的移動(dòng)無(wú)線終端裝置不局限于如蜂窩電話和PHS這樣的終端，并且能被擴(kuò)展到如用于電子郵件的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收終端和實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
因此根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)用與第一實(shí)施例描述一致的接收波束形成器和與第二實(shí)施例描述一致的發(fā)送波束形成器組合移動(dòng)無(wú)線終端裝置，有可能實(shí)現(xiàn)形成8-形方向性的移動(dòng)無(wú)線終端裝置，減少?gòu)拇嬖谟诹阌嵦?hào)方向的人體和設(shè)備來(lái)的影響，并且減少對(duì)存在于零訊號(hào)方向的人體和設(shè)備的輻射。
而且，本實(shí)施例的接收波束形成器103可被配置來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣化接收——其中可選擇接收敏感性好的天線元件——而不是形成波束(方向性)。
(第四實(shí)施例)
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例顯示移動(dòng)無(wú)線終端裝置的配置的框圖。此圖中和圖8相一致的部件被分配了圖8中相同的數(shù)字，就不再另外解釋。
在圖9中相對(duì)于圖8的差別是，接口801和陣列天線裝置是分離的并且經(jīng)安裝到陣列天線裝置的天線901和安裝到接口801的天線902、通過(guò)如藍(lán)牙的短程無(wú)線通信方式來(lái)無(wú)線連接的。
從安裝到陣列天線裝置的天線901到安裝到接口801的天線902，發(fā)送從接收波束形成器103輸出的已接收信號(hào)。當(dāng)從陣列天線裝置發(fā)送信號(hào)時(shí)，接口801通過(guò)如在顯示單元上顯示此信號(hào)這樣的方式和通過(guò)作為語(yǔ)音信息輸出此信號(hào)來(lái)通知操作者。
再者，操作者將發(fā)送數(shù)據(jù)輸入接口801中，包括字符信息和語(yǔ)音信息等，并且接口801從天線902向天線901發(fā)送所述發(fā)送數(shù)據(jù)。從接口801發(fā)送的信號(hào)被天線901接收并且輸入發(fā)送波束形成器601中。
當(dāng)陣列天線裝置和接口成為一體時(shí)，取決于使用的方式和使用的環(huán)境，如當(dāng)操作者通話使用耳機(jī)時(shí)，可能零訊號(hào)方向和人體不一致。根據(jù)本發(fā)明，陣列天線裝置和接口是分離的，并且有可能固定陣列天線裝置于人從而攜帶它，使得將人體持續(xù)地置于零訊號(hào)方向上。通過(guò)這種方式，可能實(shí)現(xiàn)減少?gòu)娜梭w來(lái)的影響并減少對(duì)人體的輻射的移動(dòng)無(wú)線終端裝置，而與使用的方式和使用的環(huán)境無(wú)關(guān)。
而且，本實(shí)施例的接收波束形成器103可以被配置來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣化接收——其中可選擇接收敏感性好的天線元件——而不是形成方向性。
(第五實(shí)施例)這里將用本實(shí)施例描述一種情形，在此情形中與第三實(shí)施例的描述一致的陣列天線裝置被安裝到信息裝置或安裝到無(wú)線通信模塊等等。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的打印機(jī)的外部視圖。在此圖中，天線元件1001-1～1001-2N被設(shè)置在打印機(jī)1000的內(nèi)部前端。
天線元件1001-1～1001-2N被垂直地設(shè)置到在其上定位打印機(jī)的表面上和以有規(guī)則的間隔被設(shè)置。
通過(guò)此種方法，陣列天線裝置能形成如用點(diǎn)劃線所示的方向性。如圖10中所示，由于在打印機(jī)的前部產(chǎn)生的零訊號(hào)，有可能在如當(dāng)喂紙時(shí)減少無(wú)線電波對(duì)人體和設(shè)備的輻射，同樣地可能減少?gòu)拇嬖谟诹阌嵦?hào)方向的人體和設(shè)備來(lái)的影響。順便提及，天線元件可被設(shè)置在打印機(jī)的內(nèi)部后端。
圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的無(wú)線通信模塊的樣例用法。個(gè)人計(jì)算機(jī)1101在體側(cè)具有用于無(wú)線LAN卡1102(無(wú)線通信模塊)的插槽。
根據(jù)第三實(shí)施例的描述，無(wú)線LAN卡1102包括偶數(shù)數(shù)量天線元件、接收波束形成器103和發(fā)送波束形成器601。通過(guò)將無(wú)線LAN卡1102插進(jìn)計(jì)算機(jī)上的插槽中，可使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信。
圖12是被放大的無(wú)線LAN卡1102的外部視圖。假定卡被輸入體側(cè)，如用圖10中顯示的個(gè)人計(jì)算機(jī)1101，在此圖中的LAN卡1102顯示了天線元件的位置。因此，即使在以小間隔設(shè)置天線元件的情形，仍然可能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單配置的無(wú)線LAN卡，此卡能夠在人體所在(通常在個(gè)人計(jì)算機(jī)1101的前端)的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)，從而減少對(duì)人體的輻射和幾乎接收不到從人體來(lái)影響。
當(dāng)在如圖11所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)體的前端和后端形成插槽時(shí)，通過(guò)設(shè)置如圖13所示的天線元件，仍然可獲得同樣的效果。
本實(shí)施例的陣列天線裝置可包括在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中而且應(yīng)用到具有發(fā)送/接收功能的裝置上。此外，它適用于給裝置提供無(wú)線LAN功能等的卡型無(wú)線通信模塊上。即，它適用于以發(fā)送/接收功能為特色的電子裝置上。
因此根據(jù)本實(shí)施例，將符合第三實(shí)施例描述的陣列天線裝置安裝到信息裝置和無(wú)線通信模塊等等，使之可形成8-形方向性，減少了對(duì)存在于零訊號(hào)方向上的人體和設(shè)備的無(wú)線電波輻射的影響，并減少了從存在于零訊號(hào)方向上的人體和設(shè)備來(lái)的影響。
(實(shí)施例6)這里將用本實(shí)施例描述一種情形，在此情形中，折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置或信息裝置在被打開(kāi)時(shí)和被折疊時(shí)之間實(shí)現(xiàn)不同的方向性。
圖14A和圖14B每個(gè)是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的接收波束形成器1401的內(nèi)部配置的框圖。這些圖中和圖1的那些部件相一致的部件被分配了和圖1中相同的數(shù)字，就不再另外解釋了。參考圖14A和圖14B，開(kāi)關(guān)1402和開(kāi)關(guān)1403切換在通過(guò)移相器104-1將從天線接收的信號(hào)輸入合成器105中、以及不通過(guò)移相器104-1而直接將從天線接收的信號(hào)輸入合成器105中。圖14A顯示了開(kāi)關(guān)1402和開(kāi)關(guān)1403被連接使得由天線接收的信號(hào)通過(guò)移相器104-1被輸入合成器105中。另一方面，圖14B顯示了開(kāi)關(guān)1402和開(kāi)關(guān)1403被連接使得由天線接收的信號(hào)不通過(guò)移相器104-1而被輸入合成器105中。
參照?qǐng)D14A，由在一側(cè)的天線元件接收的信號(hào)用此方法移相，使得由鄰近天線元件接收的信號(hào)之間可有π相位差，從而形成8-形方向性。另一方面，參照?qǐng)D14B，同相合成由天線接收的信號(hào)，當(dāng)天線元件之間的間隔小于0.5個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，這實(shí)質(zhì)上導(dǎo)致無(wú)方向性。
圖15A和圖15B每個(gè)是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的發(fā)送波束形成器1501的內(nèi)部配置的框圖。這些圖中和圖6的那些部件相一致的部件被分配了圖6中的相同的數(shù)字，就不再另外解釋了。
再參照?qǐng)D15A和圖15B，開(kāi)關(guān)1502和開(kāi)關(guān)1503切換在將從分發(fā)單元603發(fā)送的一側(cè)的發(fā)送信號(hào)輸入和不輸入移相器104-1之間。圖15A顯示了開(kāi)關(guān)1502和開(kāi)關(guān)1503被連接使得在分發(fā)單元603劃分的信號(hào)通過(guò)移相器104-1。另一方面，圖15B顯示了開(kāi)關(guān)1502和開(kāi)關(guān)1503被連接使得在分發(fā)單元603劃分的信號(hào)不通過(guò)移相器104-1。圖15A與圖14A相對(duì)應(yīng)，其中形成了8-形方向性。圖15B與圖14B相對(duì)應(yīng)，其中實(shí)質(zhì)上存在無(wú)方向性。
圖16A是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)時(shí)形成的方向性的概念圖。當(dāng)如在此圖中所示設(shè)置天線元件時(shí)，如在此圖中顯示的8-形方向性形成。另一方面，圖16B是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的折疊配置的移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)形成的方向性的概念圖。當(dāng)移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)，如圖16B所示，實(shí)質(zhì)上存在無(wú)方向性。
通過(guò)集中注意事實(shí)，即當(dāng)通話進(jìn)行時(shí)移動(dòng)無(wú)線終端裝置靠近人的頭部和在待機(jī)期間移動(dòng)無(wú)線終端裝置需要有效地接收從任何方向到達(dá)的無(wú)線電波，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由此切換方向性模式(pattern)的配置，切換在當(dāng)移動(dòng)無(wú)線終端裝置被折疊時(shí)和當(dāng)移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)時(shí)之間。
也就是說(shuō)，當(dāng)通話進(jìn)行時(shí)，移動(dòng)無(wú)線終端裝置被打開(kāi)并被使用在距人的頭部的短距離內(nèi)，因此通過(guò)用此方法形成8-形方向性使得在人的頭部可能存在的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)，這可能減少對(duì)人的頭部的無(wú)線電波的輻射和減少吸收進(jìn)人頭部的無(wú)線電波。此外，在待機(jī)期間，移動(dòng)無(wú)線終端裝置極少靠近人頭部，在這種情況下，用無(wú)方向性而不是通過(guò)形成方向性可更有效地接收從各種方向到達(dá)的信號(hào)。
設(shè)置天線元件的方式可以與圖17A和圖17B相一致。與在圖16A和圖16B中顯示的方向性相比，雖然形成了不同的方向性，但打開(kāi)狀態(tài)的方向性在人的頭部非?？赡艽嬖诘姆较蛏蠈?dǎo)致零訊號(hào)。
圖18A是顯示當(dāng)折疊配置的信息裝置被打開(kāi)時(shí)形成的方向性的概念圖，而圖18B是顯示當(dāng)折疊配置的信息裝置被折疊時(shí)形成的方向性的概念圖。天線元件的數(shù)量相對(duì)于圖16A、圖16B、圖17A和圖17B不同，但在打開(kāi)狀態(tài)和折疊狀態(tài)之間的方向性的切換是相同的。
因此上述的本實(shí)施例被配置為，當(dāng)裝置被打開(kāi)且在接近人的頭部使用的頻率高時(shí)，如通話進(jìn)行時(shí)，8-形方向性用在人頭部所在的方向上產(chǎn)生零訊號(hào)這樣的方式形成，從而減少了對(duì)人頭部的無(wú)線電波的輻射并且也減少了吸收進(jìn)人頭部的無(wú)線電波。再者，當(dāng)在待機(jī)期間裝置被折疊時(shí)，通過(guò)無(wú)方向性可能有效地接收從任何方向到達(dá)的信號(hào)。
當(dāng)裝置在待機(jī)期間靠近人體被攜帶時(shí)，有可能固定(fix)在裝置被關(guān)閉時(shí)連接的開(kāi)關(guān)和移相器，如在圖14A和圖15A中所示。用這種方法形成8-形方向性，所以有可能減少對(duì)人體的無(wú)線電波的輻射而且也減少?gòu)娜梭w來(lái)的影響。
再者，當(dāng)數(shù)字化處理信號(hào)時(shí)，可能數(shù)字地控制由天線元件接收的/從天線元件發(fā)送的信號(hào)的幅度/相位。
此外，可以配置接收波束形成器來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣性接收，其中選擇了接收敏感性好的天線元件，而沒(méi)有形成方向性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，偶數(shù)數(shù)量的天線元件被以彼此之間平行的有規(guī)則的間隔設(shè)置在一個(gè)線性行上，將接收到的信號(hào)用這樣方式移相，使得在由鄰近天線元件接收的信號(hào)之間允許有π(或-π)相位差，并且合成和接收這些信號(hào)。再者，發(fā)送信號(hào)被劃分成與天線元件的數(shù)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)量，并且將發(fā)送信號(hào)用這樣方式發(fā)送，使得在從鄰近天線元件發(fā)送的信號(hào)之間的相位差變成π(或-π)。用此方法，通過(guò)小而簡(jiǎn)單配置的天線裝置，有可能用這樣方式形成8-形方向性，即在對(duì)連接天線元件的線性行的垂直方向上產(chǎn)生一個(gè)零訊號(hào)。
本申請(qǐng)基于2001年9月6日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2001-270141，其整個(gè)內(nèi)容通過(guò)參考被包含在這里。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明適于使用在如蜂窩電話的電子裝置中。
權(quán)利要求
1.一種陣列天線裝置，包括偶數(shù)數(shù)量的天線元件，以彼此平行的規(guī)則的間隔設(shè)置在直線上；移相器，用于執(zhí)行接收到的信號(hào)的相移，所述相移用這樣的方式執(zhí)行，即允許由鄰近的天線元件接收的信號(hào)之間有π的相位差；及合成器，用于合成所述接收到的信號(hào)，所述接收到的信號(hào)在所述移相器中用這樣的方式移相，即允許由鄰近的天線元件接收到的信號(hào)之間有π的相位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列天線裝置，還包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)切換于用這樣方式合成所述信號(hào)，即由鄰近的天線元件接收到的信號(hào)之間有π的相位差；及同相地合成由鄰近天線元件接收到的所述信號(hào)。
3.一種陣列天線裝置，包括偶數(shù)數(shù)量的天線元件，以彼此平行的規(guī)則的間隔設(shè)置在直線上；分發(fā)單元，用于將發(fā)送信號(hào)分為與所述天線元件數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)；移相器，用于執(zhí)行所述劃分的發(fā)送信號(hào)的移相，所述相移用這樣的方式執(zhí)行，即允許從鄰近的天線元件發(fā)送的信號(hào)之間有π的相位差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列天線裝置，還包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)切換于用這樣的方式發(fā)送所述信號(hào)，即允許從鄰近的天線元件發(fā)送的信號(hào)之間有π的相位差；及同相地發(fā)送在所述分發(fā)單元中劃分的所述信號(hào)。
5.一種陣列天線裝置，包括偶數(shù)數(shù)量的天線元件，以彼此平行的規(guī)則的間隔設(shè)置在直線上；第一移相器，用于執(zhí)行接收到的信號(hào)的移相，所述相移用這樣的方式執(zhí)行，即允許從鄰近的天線元件發(fā)送的信號(hào)之間有π的相位差；合成器，用于合成所述接收到的信號(hào)，所述接收到的信號(hào)在所述第一移相器中用這樣的方式移相，即允許由鄰近的天線元件接收到的信號(hào)之間有π的相位差；分發(fā)單元，用于將發(fā)送信號(hào)分為與所述天線元件數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)；第二移相器，用于執(zhí)行所述劃分的發(fā)送信號(hào)的移相，所述相移用這樣的方式執(zhí)行，即允許從鄰近的天線元件發(fā)送的信號(hào)之間有π的相位差。
6.一種電子裝置，包括權(quán)利要求5所述的陣列天線裝置。
7.一種電子裝置，通過(guò)短程無(wú)線通信，連接到權(quán)利要求5所述的陣列天線裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子裝置，采用可折疊的配置，其中在所述裝置被打開(kāi)時(shí)陣列天線產(chǎn)生方向性；而且其中在所述裝置被折疊時(shí)陣列天線實(shí)質(zhì)上無(wú)方向性。
全文摘要
天線元件(101－1到101－2N)以相同間隔和彼此平行地安排形成直線。所述天線元件接收從通信伙伴發(fā)送的信號(hào)并且將其輸出到接收波束形成單元(103)。在接收波束形成單元(103)中，對(duì)于從偶數(shù)數(shù)量的天線元件輸入的接收信號(hào)，相位由移相器(104－1到104－N)以π移相。合成器(105)將已進(jìn)行π相移的所述接收信號(hào)和從奇數(shù)元件數(shù)量的天線元件輸入的接收信號(hào)相加，從而形成接收波束。這可實(shí)現(xiàn)一種小尺寸和簡(jiǎn)單配置的陣列天線裝置，所述陣列天線裝置可減少電波對(duì)人體和設(shè)備的輻射，并且很少受人體和所述設(shè)備的影響。
文檔編號(hào)H01Q3/26GK1476653SQ02803148
公開(kāi)日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月6日
發(fā)明者宮野謙太郎, 中川洋一, 三村政博, 小柳芳雄, 一, 博, 雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社